Nach Antworten bohren

9. Juni 2009, 18:07
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Gesteinsablagerungen aus Meteoritenkratern sind Archive vergangener Umweltveränderungen und lassen Schlüsse auf die Folgen des Klimawandels zu

Um die Klimazukunft unseres Planeten vorhersagen zu können, lohnt sich ein Blick in dessen Vergangenheit. "Das Studium früherer Klimaschwankungen ermöglicht uns, besser zwischen menschengemachten und natürlichen Variationen des Klimas zu unterscheiden", erklärt Ulrich Harms vom Geoforschungszentrum GFZ in Potsdam. "Es erlaubt die Folgen von Klimaveränderungen auf Umwelt und Menschen besser vorherzusagen."

So sind sich beispielsweise Glaziologen weitgehend einig, dass die ersten Anzeichen einer globalen Erwärmung in den arktischen Regionen der Erde zu sehen sein werden. Diese Annahme führte dazu, dass den Polargebieten vermehrt wissenschaftliche Aufmerksamkeit zuteil wird. Dennoch sind viele Fragen offen.

"Wir wissen nicht wirklich, wie das Klima da oben früher genau war", sagt Christian Koeberl, Leiter des Departments für Lithosphärenforschung der Universität Wien. Denn detaillierte Aufzeichnungen über den Klimawandel in den letzten Millionen Jahren sind prinzipiell rar: "Instrumentelle Aufzeichnungen reichen kaum hundert Jahre zurück", schildert Harms, "wie soll man damit verlässlich hundert Jahre in die Zukunft schauen?" Die letzte große Vereisung der Erde sei schon vor mehr als 10.000 Jahren zu Ende gegangen, die großen Variationen des Klimas verliefen etwa im Rhythmus von 100.000 bzw. 40.000 Jahren, wie Harms erklärt.

So suchen Geologen und Impaktforscher nach "Fenstern" in die ferne Klimavergangenheit der Erde - wie sie etwa Meteoritenkrater darstellen. Speziell Krater in arktischen Gegenden wie der Elgygytgyn-See, der rund hundert Kilometer nördlich des Polarkreises in Ostrussland liegt und vor ca. 3,6 Millionen Jahren durch einen Meteoriteneinschlag entstanden ist, sind interessant.

Wie ein Geschichtsbuch

"Der Meteoritenkrater ist so tief, dass der See, der sich darin gebildet hat, seither nie zugefroren ist", schildert Koeberl, Projektleiter des vor wenigen Wochen im Rahmen des International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) durchgeführten Tiefbohrprojektes am Elgygytgyn-See. "So wurden auch in den kältesten Zeiten Sand, Staub etc. in den See eingetragen."

Aus den Sedimentablagerungen ließe sich daher die Klimaentwicklung der letzten 3,6 Millionen Jahre ableiten. "Das ist das erste Mal, dass Sedimente so weit nördlich untersucht werden", fügt der Geochemiker hinzu. Der einzige Weg, um an diese Sedimente zu gelangen, führt über Bohrungen: "Ohne Bohrung lässt sich das Klimaarchiv in Seesedimenten nicht erschließen", erläutert Harms, der am GFZ Executive Secretary des ICDP ist - das 1996 mit dem Ziel gegründet wurde, wissenschaftliche Bohrprojekte zu unterstützen. "Ein Bohrkern ermöglicht, die Sedimente wie ein Geschichtsbuch zu lesen. Was wuchs um den See zu welcher Zeit? Welche Kleinlebewesen lebten bei welchen Temperaturen im Wasser? Aus welcher Richtung wurde Staub eingeweht?"

Für die Impaktforschung schließlich seien Bohrungen ein entscheidender Blick in die dritte Dimension des Kraters, sagt Harms. Es ließe sich so herausfinden, was unmittelbar nach dem Meteoriteneinschlag passierte.

So auch bei Elgygytgyn, dem einzigen bisher bekannten Meteoritenkrater in sauren vulkanischen Gesteinen: Mit den mehr als 200 Metern sogenannter Impaktbrekzien - Gesteinstrümmer verschiedener Herkunft, die beim Einschlag chaotisch zusammengemischt wurden -, die bei der Bohrung gewonnen wurden, soll der Prozess des Meteoriteneinschlags genau untersucht werden können.

Am 14. April erreichten die Wissenschafter bei einer Tiefe von rund 312 Meter unter dem Seeboden (482 Meter Gesamttiefe) den Übergang zwischen den Seesedimenten und den Impaktgesteinen - und damit den Zeitmarker von 3,6 Millionen Jahren. Insgesamt wurde eine Bohrtiefe von 517,3 Meter unter dem Seeboden (von der Oberfläche: 687,3 Meter) erreicht. Der Weg bis dahin war schwierig: Allein für die Vorbereitung waren acht Jahre nötig. Vor Ort in Sibirien stellte sich dann heraus, dass die Eisdecke für die etwa 75 Tonnen schwere Bohrplattform zu dünn war. Es wurde Seewasser an die Oberfläche gepumpt, um sie zu verstärken. Bei Temperaturen um minus 30 Grad Celsius gefror das Wasser augenblicklich.

Noch in diesem Monat sollen die Bohrkerne von der Stadt Pevek am Eismeer mittels Charterflugzeug nach St. Petersburg gebracht werden. Über Köln werden die Gesteine nach Potsdam zum ICDP-Hauptquartier transportiert.

In Wien werden die Proben dann Anfang 2010 eintreffen, schätzt Koeberl, wo sie im Rahmen eines FWF-Forschungsprojektes bearbeitet werden. Erste Ergebnisse der komplexen Untersuchungen erwartet der Forscher, der vergangene Woche noch in Denver auf einer Tagung zum Thema "The Future of Continental Scientific Drilling" weilte, in ein bis drei Jahren. "Die Daten sollten dann erstmalig genauere Aussagen über die Klimaentwicklung in der Arktis zulassen", hofft Koeberl. (Markus Böhm/STANDARD, Printausgabe, 10.6.2009)

  • Der Elgygytgyn-See, vor ca. 3,6 Mio. Jahren in einen Meteoritenkrater entstanden, in einer Falschfarbenaufnahme eines Nasa-Satelliten: Die roten Flächen zeigen Vegetation.
    foto: nasa

    Der Elgygytgyn-See, vor ca. 3,6 Mio. Jahren in einen Meteoritenkrater entstanden, in einer Falschfarbenaufnahme eines Nasa-Satelliten: Die roten Flächen zeigen Vegetation.

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